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壓電促動器的介紹及其應(yīng)用

更新時間: 2018-08-20

提到壓電促動器,首先就必須要說到壓電疊堆陶瓷,它又作叫疊層微位移壓電陶瓷或多層堆疊壓電陶瓷微動裝置,可用于微觀定位、閥門控制、減震等應(yīng)用。壓電疊堆陶瓷作為機電換能器能將電信號轉(zhuǎn)換成機械位移并應(yīng)用于調(diào)節(jié)控制系統(tǒng),多層堆疊結(jié)構(gòu)壓電陶瓷具有體積小、位移分辨率*、響應(yīng)速度快、低電壓驅(qū)動、輸出力大等特點。 

壓電促動器(也被稱作壓電陶瓷促動器或機械封裝壓電陶瓷)是將疊堆壓電陶瓷作為核心驅(qū)動源,并為其商討特殊的機構(gòu)結(jié)構(gòu),包括移動端、固定端、外殼、內(nèi)部與疊堆壓電陶瓷相連接的柔性鉸鏈預(yù)緊結(jié)構(gòu)等,將疊堆壓電陶瓷精心裝配到該機械結(jié)構(gòu)內(nèi),就形成機械封裝壓電陶瓷,通常我們也將它叫作壓電促動器、壓電陶瓷促動器。

           

壓電促動器可將疊堆壓電陶瓷的高分辨率、高響應(yīng)速度、大出力等優(yōu)點*展現(xiàn),且它可輸出疊堆壓電陶瓷產(chǎn)生的微納米量級的位移。不僅如此,壓電促動器也彌補了疊堆壓電陶瓷不能承受拉力的缺點,并且增加的外部殼體,對疊堆壓電陶瓷也起到了保護作用,可適用于其他惡劣環(huán)境。 

芯明天可根據(jù)客戶的具體使用情況,定制壓電促動器,例如定制特殊的引腳。而對于可能會受到扭力的應(yīng)用,可對壓電促動器的結(jié)構(gòu)進行改進,使其可承受一定的扭力;對于高頻或高溫環(huán)境工作情況,可對壓電促動器的殼體上設(shè)計多個散熱孔,其進行風(fēng)冷、水冷等散熱提供相應(yīng)接口。

                 

 

壓電促動器,根據(jù)驅(qū)動電壓的不同,壓電陶瓷促動器可分為高壓壓電陶瓷促動器與低壓壓電陶瓷促動器。高壓壓電陶瓷促動器內(nèi)部由高壓疊堆壓電陶瓷驅(qū)動,驅(qū)動電壓一般高達500V或1000V;低壓壓電陶瓷促動器內(nèi)部由低壓壓電陶瓷驅(qū)動,驅(qū)動電壓一般約150V左右。高壓壓電促動器具有更低的靜電容量,且出力一般比低壓壓電促動器高。

從外形狀上,壓電陶瓷促動器又可分為柱形壓電陶瓷促動器及環(huán)形壓電陶瓷促動器。顧名思義,柱形壓電促動器的外形類似圓柱形,而環(huán)形壓電促動器是中心具有通孔的壓電促動器,它非常適用于光透射的應(yīng)用。 

壓電促動器,它的外徑越大,它有出力就越大,芯明天標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品中它的大出力約為50000N。另外,壓電促動器的長度越長,它的能夠輸出的位移就越大,芯明天標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品中,它的大長度可達200mm,相應(yīng)它大的位移可達260μm。

 

芯明天壓電促動器的標(biāo)準(zhǔn)長度為9mm至200mm,標(biāo)準(zhǔn)外徑為9mm至45mm,輸出位移為9μm260μm,出力為200N至50000N。其中環(huán)形壓電促動器的內(nèi)孔徑范圍為5mm至25mm。

壓電促動器的應(yīng)用案例

腔調(diào)諧

 1.3GHz超導(dǎo)直線加速器技術(shù)是先進加速器技術(shù)的主要發(fā)展方向之一,是基于能量回收型直線加速器的硬X射線光源(ERL)、高能強流質(zhì)子加速器、直線對撞機(ILC)等的核心技術(shù)。利用壓電陶瓷的大出力和微位移對腔體內(nèi)的頻帶進行調(diào)節(jié)。

 

 

硬度測試

封裝陶瓷的外徑越大,其大出力越大,外徑VS45的封裝陶瓷大出力可達50000N。硬度測試主要是利用壓電陶瓷的大出力,對被測物體進行硬度測試

 

 

微細(xì)電火花加工

采用微細(xì)電火花加工微小孔過程中會產(chǎn)生很多碎屑,這會嚴(yán)重影響電火花加工的度及加工速度。設(shè)備中采用壓電促動器,利用其微納米級位移,高頻振動,大出力等特性將加工產(chǎn)生的碎屑進行有效的清除,起到優(yōu)異的導(dǎo)屑作用。

 

 

細(xì)胞穿透

細(xì)胞的尺寸一般只有幾個微米大小,甚至更小。在研究細(xì)胞結(jié)構(gòu)或病理實驗中,需要將探針準(zhǔn)確的送入細(xì)胞內(nèi)部。而壓電促動器可做納米級移動,它可帶動探針或樣品細(xì)胞做納米級微運動,將探針準(zhǔn)確的送入細(xì)胞內(nèi)部,又不損傷細(xì)胞結(jié)構(gòu),已被廣泛應(yīng)用于生物科技及生命科學(xué)等領(lǐng)域中

 

 

減震抑震

震動是很多機械系統(tǒng)中需要避免或消除的,如航空航天、汽車行業(yè)等。在震動監(jiān)測系統(tǒng)中監(jiān)測到震動時,通過給壓電促動器施加電信號,使壓電促動器隨之產(chǎn)生與震動方向相反的位移,從而抵消震動。

 

 

 

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